JP2010249165A - 鉄道車両駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】より信頼性の高い鉄道車両駆動ユニットを提供することである。
【解決手段】鉄道車両駆動ユニット１２は、鉄道車両の車輪１１を回転駆動する駆動ユニットであって、外径面に車輪１１との相対回転を防止する回り止め構造４０を有し、車輪１１の内径面に保持されて車輪１１と一体回転する減速機ハウジング１３と、駆動源に接続されている入力側回転部材１４と、入力側回転部材１４の回転を減速して減速機ハウジング１３に伝達する減速機構１５とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、鉄道車両駆動ユニットに関し、特に、左右の車輪を独立して駆動可能な鉄道車両駆動ユニットに関するものである。

従来の鉄道車両駆動ユニットは、例えば、特開２００７−２３０５０８号公報（特許文献１）に開示されている。同公報に開示されている鉄道車両駆動ユニットは、モータと、モータの回転を減速して車輪に伝達する減速機とを備える。

この鉄道車両駆動ユニットには、鉄道車両の運行に必要なトルクを発生させると共に、広い客室スペースを得るために、小型で高減速比が得られるサイクロイド減速機が採用されている。具体的には、モータと一体回転する入力軸と、入力軸に設けられた偏心部に回転自在に支持される曲線板と、曲線板の外周に係合して曲線板に自転運動を生じさせる外ピンと、曲線板の自転運動を回転運動に変換して車輪に伝達する内ピンとで構成される。

特開２００７−２３０５０８号公報

鉄道車両の車輪には、鉄道車両本体の自重によるラジアル荷重と、旋回時の遠心力によるアキシアル荷重とが負荷される。ここで、上記構成の鉄道車両駆動ユニットは、車輪の荷重作用点が減速機から大きく離れているので、車輪から減速機に大きなモーメント荷重が負荷される。これは、減速機のスムーズな回転を阻害すると共に、鉄道車両駆動ユニットの耐久性を低下させる原因となる。

そこで、この発明の目的は、より信頼性の高い鉄道車両駆動ユニットを提供することである。

この発明に係る鉄道車両駆動ユニットは、鉄道車両の車輪を回転駆動する駆動ユニットであって、外径面に車輪との相対回転を防止する回り止め構造を有し、車輪の内径面に保持されて車輪と一体回転する減速機ハウジングと、駆動源に接続されている入力側回転部材と、入力側回転部材の回転を減速して減速機ハウジングに伝達する減速機構とを備える。

このように、鉄道車両駆動ユニットは、車輪を減速機ハウジングの外径面に嵌合固定したので、車輪の荷重作用点を適切な位置に配置することができる。このとき、減速機ハウジングの外径面には、回り止め構造を有するため、車輪との相対回転を適切に防止することができる。その結果、信頼性の高い鉄道車両駆動ユニットを得ることができる。

好ましくは、入力側回転部材は、偏心部を有し、減速機構は、偏心部に相対回転自在に保持されて、入力側回転部材の回転軸心を中心とする公転運動を行う公転部材と、公転部材の公転運動を許容しつつ、自転運動を阻止する自転規制部材と、減速機ハウジングに固定され、公転部材の外周に係合して減速機ハウジングを入力側回転部材に対して減速回転させる外周係合部材とを含む。このように、サイクロイド減速機を採用することにより、小型で高減速比を得ることができる。

一実施形態として、回り止め構造は、車輪の端面に当接する位置に設けられ、車輪を固定するボルトを螺合するためのボルト穴を有する凸部である。こうすることにより、簡易な方法で、車輪との相対回転を適切に防止することができる。

他の実施形態として、凸部は、減速機ハウジングの外径面に円環状に設けられるフランジ部である。

好ましくは、ボルト穴は、減速機ハウジングの円周上の複数箇所に設けられている。こうすることにより、車輪との相対回転を確実に防止することができる。

さらに好ましくは、複数のボルト穴は、円周方向に等間隔に設けられている。こうすることにより、車輪との相対回転を効率的に防止することができる。

さらに他の実施形態として、回り止め構造は、減速機ハウジングの外径面の回転中心からの距離が相対的に長い第１の部分と、回転中心からの距離が相対的に短い第２の部分とで構成される。こうすることにより、回り止め構造を構成する部品の数を減らすことができ、簡易な方法で、車輪との相対回転を適切に防止することができる。

好ましくは、減速機ハウジングの回転軸線に垂直な断面は、円を円周上の任意の二点で切断した形状であり、第１の部分は、円弧状の部分であって、第２の部分は、直線状の部分である。こうすることにより、簡易な加工方法で、車輪との相対回転を適切に防止することができる。

さらに他の実施形態として、回り止め構造は、車輪の内径面および減速機ハウジングの外径面に互いに対面するように形成された一対のキー溝と、一対のキー溝に収容されるキーとを含む。

この発明によると、鉄道車両駆動ユニットは、車輪を減速機ハウジングの外径面に嵌合固定したので、車輪の荷重作用点を適切な位置に配置することができる。このとき、減速機ハウジングの外径面には、回り止め構造を有するため、車輪との相対回転を適切に防止することができる。その結果、信頼性の高い鉄道車両駆動ユニットを得ることができる。

この発明の一実施形態に係る鉄道車両用車輪駆動装置を示す図である。 図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。 図１の偏心部周辺の拡大図である。 回り止め構造が、減速機ハウジングの外径面から径方向外側に突出し、円環状に設けられるフランジ部である例を示す図である。 回り止め構造が、減速機ハウジングの外径面の回転中心からの距離が相対的に長い第１の部分と、回転中心からの距離が相対的に短い第２の部分とで構成される例を示す図である。 回り止め構造が、一対のキー溝と、一対のキー溝に収容されるキーとを含む例を示す図である。

図１〜図３を参照して、この発明の一実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１２および鉄道車両駆動ユニット１２を含む鉄道車両用車輪駆動装置１０を説明する。なお、図１は鉄道車両用車輪駆動装置１０の概略断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図、図３は偏心部１６ａ，１６ｂ周辺の拡大図である。

まず、図１を参照して、鉄道車両用車輪駆動装置１０は、鉄道車両用車輪１１（以下「車輪１１」という）と、車輪１１の内径面に保持されて、駆動源（図示省略）の回転を減速して車輪１１に伝達する駆動ユニット１２（以下「鉄道車両駆動ユニット１２」という）とで構成されており、鉄道車両本体（図示省略）の下部に配置されている。

鉄道車両駆動ユニット１２は、減速機ハウジング１３と、入力側回転部材１４と、減速機構１５と、固定部材としてのキャリア２３と、第１および第２の車軸軸受２４，２５とを主に備える。

減速機ハウジング１３は、車輪１１の内径面に保持されると共に、内部に減速機構１５を保持している。なお、減速機構１５とは、偏心部材１６、公転部材としての曲線板１７，１８、自転規制部材としての複数の内ピン１９、外周係合部材としての複数の外ピン２０、およびこれらに付随する部材によって構成されており、入力側回転部材１４の回転を減速して減速機ハウジング１３に伝達する。

減速機ハウジング１３の外径面には、車輪１１との相対回転を防止する回り止め構造４０が設けられている。回り止め構造４０は、減速機ハウジング１３の外径面から径方向外側に突出する凸部４１である。この実施形態においては、凸部４１は、１８０°の間隔を空けて２箇所に設けられている。また、凸部４１は、その軸方向位置が、車輪１１の軸方向一方側端面に当接するように設けられている。また、凸部４１には、軸方向に貫通し、車輪１１を固定するボルト４２を螺合するためのボルト穴４１ａが複数個所に設けられている。この実施形態においては、ボルト穴４１ａは、凸部４１のそれぞれに２箇所設けられている。減速機ハウジング１３は、このボルト穴４１ａにボルト４２を螺合されることによって、車輪１１の内径面に保持されている。

また、減速機ハウジング１３の内径面とキャリア２３の外径面との間には第１および第２の車軸軸受２４，２５が配置されている。そして、減速機ハウジング１３は、キャリア２３に対して回転自在となっており、車輪１１と一体回転する出力側回転部材（車軸）としても機能する。

第１の車軸軸受２４は、キャリア２３の外径面に固定される内輪２４ａと、減速機ハウジング１３の内径面に固定される外輪２４ｂと、内輪２４ａおよび外輪２４ｂの間に配置される複数の円すいころ２４ｃと、隣接する円すいころ２４ｃの間隔を保持する保持器２４ｄとを含む円すいころ軸受である。第２の転がり軸受２５も同様の構成であるので、説明は省略する。第１および第２の車軸軸受２４，２５として高負荷容量の円すいころ軸受を採用することにより、車輪１１に作用するラジアル荷重およびアキシアル荷重を適切に支持することができる。

また、第１の車軸軸受２４は車輪１１の嵌合位置（より具体的には「車輪１１の嵌合幅中心」であって、図１中一点鎖線で示す位置を指す）の軸方向一方側（図１中の右側）で、第２の車軸軸受２５は車輪１１の嵌合位置の軸方向他方側（図１中の左側）でそれぞれ減速機ハウジング１３をキャリア２３に対して回転自在に支持している。この実施形態においては、第１および第２の車軸軸受２４，２５それぞれの車輪１１の嵌合幅中心からの距離（オフセット）は、等しく設定されている。

さらに、第１および第２の車軸軸受２４，２５は、互いの小径側端部を向かい合わせて配置されている（背面組合せ）。これにより、車輪１１に作用するモーメント荷重を適切に支持することができる。

また、減速機ハウジング１３の軸方向両端部には、減速機ハウジング１３の内部に潤滑油を封入するための密封部材２６，２７が設けられている。この密封部材２６，２７は、キャリア２３の外径面に摺接するリップ部を有し、減速機ハウジング１３の内径面に固定されて、減速機ハウジング１３と一体回転する。

入力側回転部材１４は、駆動源（例えば、モータ等）に接続されて、駆動源の回転に伴って回転する。また、曲線板１７，１８の両側で転がり軸受２８ａ，２８ｂによって両持ち支持されており、キャリア２３に対して回転自在に保持されている。なお、この実施形態においては、転がり軸受２８ａ，２８ｂとして円筒ころ軸受を採用している。また、転がり軸受２８ａのさらに外側（図１中の右側）は、減速機ハウジング１３の内部に潤滑油を封入する密封部材２９が配置されている。

偏心部材１６は、第１および第２の偏心部１６ａ，１６ｂを有し、入力側回転部材１４に嵌合固定されている。第１および第２の偏心部１６ａ，１６ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消しあう位相、つまり１８０°位相を変えて配置されている。すなわち、第１および第２の偏心部１６ａ，１６ｂは、偏心運動によって生じる不均一な荷重を吸収するバランス調整機構としても機能する。

曲線板１７は、転がり軸受３０によって第１の偏心部１６ａに相対回転自在に保持されている。そして、入力側回転部材１４の回転軸心を中心とする公転運動を行う。また、図２を参照して、曲線板１７は、厚み方向に貫通する第１および第２の貫通孔１７ａ，１７ｂと、外周にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形１７ｃを有する。

第１の貫通孔１７ａは、曲線板１７の中央部に形成されており、第１の偏心部１６ａおよび転がり軸受３０を受け入れる。第２の貫通孔１７ｂは、曲線板１７の自転軸心を中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、キャリア２３に保持される内ピン１９を受入れる。波形１７ｃは、減速機ハウジング１３に保持される外ピン２０に係合して、曲線板１７の回転を減速機ハウジング１３に伝達する。なお、曲線板１８も同様の構成であって、転がり軸受３１によって第２の偏心部１６ｂに回転自在に保持されている。

転がり軸受３０は、偏心部１６ａの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面を有する内輪部材３０ａと、曲線板１７の貫通孔１７ａの内径面に直接形成された外側軌道面と、内側軌道面および外側軌道面の間に配置される複数の円筒ころ３０ｂと、隣接する円筒ころ３０ｂの間隔を保持する保持器３０ｃとを備える円筒ころ軸受である。転がり軸受３１も同様の構成であるので、説明は省略する。

なお、２枚の曲線板１７，１８の中心点をＧとすると、中心点Ｇは車輪１１の中心位置と一致させているが、車輪１１から鉄道車両駆動ユニット１２に負荷されるモーメント荷重を極小化させるためには、中心点Ｇと車輪中心位置とをオフセットさせたほうがよい。これにより、構成部品（「曲線板１７，１８、内ピン１９、および外ピン２０等」を指す）が傾いて、接触部分に過大な負荷が生じるのを防止することができる。その結果、鉄道車両駆動ユニット１２の回転がスムーズになると共に、耐久性が向上する。

また、２つの曲線板１７，１８の間には、複数の内ピン１９に外接する外接リング３４が配置されている。これにより、曲線板１７，１８の軸方向の動き量を規制している。なお、曲線板１７，１８と外接リング３４とは滑り接触するので、互いに接触する壁面に研削加工を施す等するのが望ましい。また、この外接リング３４の機能は、複数の内ピン１９に内接する内接リング、または複数の外ピン２０に内接する内接リングでも代替することができる。

内ピン１９は、入力側回転部材１４の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に複数個設けられている。複数の内ピン１９のうちの一部は、中央に大径部と、両端に大径部より相対的に直径の小さい小径部とを有する略円柱形状である。そして、小径部がキャリア２３に保持されると共に、大径部が曲線板１７，１８の第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの内部に位置している。また、大径部の端面は、キャリア２３の壁面に当接して内ピン１９を位置決めする基準面として機能する。なお、他の内ピン１９は、長手方向全域で直径が同一の単純円柱形状である。

さらに、曲線板１７，１８の第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの内壁面に当接する位置（大径部）には、内ピン軸受１９ａが取り付けられている。これにより、曲線板１７，１８と内ピン１９との摩擦抵抗を低減することができる。なお、この実施形態に係る内ピン軸受１９ａは、滑り軸受である。

なお、第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの直径は、内ピン１９の直径（「内ピン軸受１９ａを含む最大外径」を指す）と比較して所定分だけ大きく設定されている。その結果、内ピン１９は、曲線板１７，１８が入力側回転部材１４の回転に伴って回転しようとする際に、曲線板１７，１８の公転運動を許容しつつ、自転運動を阻止する自転規制部材として機能する。

外ピン２０は、入力側回転部材１４の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に複数個設けられている。この外ピン２０は、その中央部が減速機ハウジング１３に保持されると共に、両端部が車軸軸受２４，２５に当接して固定されている。そして、外ピン２０は、曲線板１７，１８の波形１７ｃ，１８ｃに係合して、減速機ハウジング１３を入力側回転部材１４に対して減速回転させる。

さらに、曲線板１７，１８の波形１７ｃ，１８ｃに当接する位置には、外ピン軸受２０ａが取り付けられている。これにより、曲線板１７，１８と外ピン２０との摩擦抵抗を低減することができる。なお、この実施形態に係る外ピン軸受２０ａは、滑り軸受である。

カウンタウェイト２１は、重心と異なる位置に入力側回転部材１４を受け入れる貫通孔を有し、偏心部１６ａの偏心運動による不釣合い慣性偶力を打消す位相、つまり偏心部１６ａと１８０°位相を変えて入力側回転部材１４に嵌合固定されている。つまり、カウンタウェイト２１は、偏心部１６ａの偏心運動によって生じる不均一な荷重を吸収するバランス調整機構として機能する。なお、カウンタウェイト２２も同様の構成であって、偏心部１６ｂの偏心運動による不釣合い慣性偶力を打ち消す位相で入力側回転部材１４に嵌合固定されている。

図３を参照して、２枚の曲線板１７，１８の中心点Ｇの右側について、中心点Ｇと曲線板１７の中心との距離をＬ_１、曲線板１７、転がり軸受３０、および偏心部１６ａの質量の和をｍ_１、曲線板１７の重心の回転軸心からの偏心量をε_１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト２１との距離をＬ_２、カウンタウェイト２１の質量をｍ_２、カウンタウェイト２１の重心の回転軸心からの偏心量をε_２とすると、Ｌ_１×ｍ_１×ε_１＝Ｌ_２×ｍ_２×ε_２を満たす関係となっている。また、図３の中心点Ｇの左側の曲線板１８とカウンタウェイト２２との間にも同様の関係が成立する。

キャリア２３は、鉄道車両本体に連結固定されており、曲線板１７，１８に対面する壁面に内ピン１９を保持すると共に、外径面に嵌合固定された第１および第２の車軸軸受２４，２５によって減速機ハウジング１３を、内径面に嵌合固定された転がり軸受２８ａ，２８ｂによって入力側回転部材１４をそれぞれ回転自在に支持している。

また、キャリア２３には、減速機構１５と車軸軸受２４，２５との間で潤滑油を循環させる潤滑油循環機構を備える。この潤滑油循環機構は、入力側回転部材１４の回転に伴って生じる遠心力を利用して潤滑油を循環させる。具体的には、キャリア２３の内部を径方向に貫通し、潤滑油を径方向外側から径方向内側に向かって還流する複数の潤滑油路３２，３３が形成されている。

潤滑油路３２の径方向外側の開口部は、第１の車軸軸受２４の大径側端部と密封部材２６との間に設けられている。同様に、潤滑油路３３の径方向外側の開口部は、第２の車軸軸受２５の大径側端部と密封部材２７との間に設けられている。円すいころ軸受２４，２５の内部の潤滑油は、遠心力によって大径側端部から排出される。そこで、潤滑油路３２，３３の径方向外側の開口部は、第１および第２の車軸軸受２４，２５の大径側端部に隣接する位置に設けるのが望ましい。

一方、潤滑油路３２の径方向内側の開口部は、偏心部１６ａに対面する位置に設けられている。同様に、潤滑油路３２の径方向内側の開口部は、偏心部１６ｂに対面する位置に設けられている。入力側回転部材１４は高速回転するので、偏心部１６ａ，１６ｂの周辺、より具体的には転がり軸受３０，３１には多くの潤滑油が必要となる。そこで、潤滑油路３２，３３の径方向内側の開口部は、偏心部１６ａ，１６ｂに対面する位置に設けるのが望ましい。

このように、鉄道車両駆動ユニット１２は、車輪１１を減速機ハウジング１３の外径面に嵌合固定したので、車輪１１の荷重作用点を適切な位置に配置することができる。このとき、減速機ハウジング１３の外径面には、回り止め構造４０を有するため、車輪１１との相対回転を適切に防止することができる。その結果、信頼性の高い鉄道車両駆動ユニット１２を得ることができる。

なお、車輪を減速機ハウジングの外径面に嵌合固定する他の方法として、締め代を大きく設けて圧入することも考えられる。しかし、締め代を大きく設けると、減速機ハウジングや、減速機ハウジングの内部に保持される減速機構等に、変形を生じる虞がある。本発明では、減速機ハウジングの外径面に、回り止め構造を有する構成であるため、締め代を大きく設ける必要はない。したがって、減速機ハウジングや、減速機ハウジングの内部に保持される減速機構等の変形を適切に防止することができる。

ここで、上記構成の鉄道車両駆動ユニット１２の作動原理を詳しく説明する。

まず、駆動源の回転に伴って入力側回転部材１４および偏心部材１６が一体回転する。このとき、曲線板１７，１８も回転しようとするが、第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂに挿通する内ピン１９に自転運動を阻止され、公転運動のみを行うことになる。つまり、曲線板１７，１８は、入力側回転部材１４の回転軸心を中心とする円周軌道上を平行移動する。

曲線板１７，１８が公転運動すると、波形１７ｃ，１８ｃと外ピン２０とが係合し、減速機ハウジング１３および車輪１１が入力側回転部材１４と同一方向に一体回転する。このとき、曲線板１７，１８から減速機ハウジング１３に伝達される回転は減速され、高ト
ルクになっている。

具体的には、外ピン２０の数をＺ_Ａ、曲線板１７，１８の波形の数をＺ_Ｂとすると、鉄道車両駆動ユニット１２の減速比はＺ_Ｂ／（Ｚ_Ａ−Ｚ_Ｂ）で算出され、さらに減速比をｎとすると、図１の実施形態における速度比は１／（ｎ＋１）で算出される。図２に示す実施形態では、Ｚ_Ａ＝２４、Ｚ_Ｂ＝２２であるので、減速比は１１となり、速度比は１／１２となる。したがって、低トルク、高回転型の駆動源を採用した場合でも、車輪１１に必要なトルクを伝達することが可能となる。

このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速機構１５を採用することにより、コンパクトで高減速比の鉄道車両駆動ユニット１２を得ることができる。また、内ピン１９および外ピン２０の曲線板１７，１８に当接する位置に内ピン軸受１９ａおよび外ピン軸受２０ａを設けたことにより、接触部分の摩擦抵抗が低減される。その結果、鉄道車両駆動ユニット１２の伝達効率が向上する。

次に、上記構成の鉄道車両駆動ユニット１２の潤滑油の流れを詳しく説明する。

まず、減速機ハウジング１３の内部には、予め潤滑油が封入されている。この潤滑油は、入力側回転部材１４が回転に伴う遠心力によって径方向外側に運ばれる。このとき、転がり軸受２８ａ，２８ｂ，３０，３１、曲線板１７，１８と転がり軸受３０，３１との間、曲線板１７，１８と内ピン１９との間、内ピン１９と内ピン軸受１９ａとの間、曲線板１７，１８と外接リング３４との間、曲線板１７，１８と外ピン２０との間、および外ピン２０と外ピン軸受２０ａとの間にそれぞれ供給される。

さらに、潤滑油は、第１および第２の車軸軸受２４，２５の小径側端部から軸受内部を通って、大径側端部側に排出される。そして、第１および第２の車軸軸受２４，２５と密封部材２６，２７とで囲まれた空間に到達した潤滑油は、潤滑油路３２，３３を通って入力側回転部材１４の周辺に還流する。

このように、鉄道車両駆動ユニット１２の内部で潤滑油を循環させることにより、潤滑油の封入量を削減することができる。その結果、鉄道車両駆動ユニット１２の発熱およびトルク損失を低減することができると共に、高速回転部（「偏心部材１６の周辺」を指す）の潤滑を確保することができる。また、入力側回転部材１４の回転に伴う遠心力を利用して潤滑油を循環させることにより、外部に循環装置を設ける場合と比較して装置をコンパクト化することができる。

なお、上記の実施形態においては、凸部４１は、１８０°の間隔を空けて２箇所に設けられている例について説明したが、これに限ることなく、１箇所に設けてもよいし、減速機ハウジング１３の円周上の複数箇所に設けてもよい。複数箇所に設ける場合には、等間隔に設けてもよい。

また、上記の実施形態においては、ボルト穴４１ａは、凸部４１のそれぞれに２箇所設けられている例について説明したが、これに限ることなく、１箇所に設けてもよいし、複数個所に設けてもよい。複数箇所に設ける場合には、等間隔に設けてもよい。

また、上記の実施形態においては、回り止め構造４０は、減速機ハウジング１３の外径面から径方向外側に突出する凸部４１である例について説明したが、これに限ることなく、減速機ハウジング１３の外径面から径方向外側に突出し、円環状に設けられるフランジ部であってもよい。図４は、回り止め構造５０が、減速機ハウジング１３の外径面から径方向外側に突出し、円環状に設けられるフランジ部５１である例を示す図である。なお、図４は、鉄道車両駆動ユニット１２を軸方向、すなわち、図１中の矢印Ａの方向から見た図である。図４を参照して、フランジ部５１は、減速機ハウジング１３の外径面から径方向外側に突出し、円環状に設けられている。また、フランジ部５１には、軸方向に貫通し、車輪１１を固定するボルト５２を螺合するためのボルト穴５１ａが、複数個所に設けられている。こうすることにより、車輪１１との相対回転を確実に防止することができる。また、複数のボルト穴５１ａは、円周方向に等間隔に設けられている。こうすることにより、車輪１１との相対回転を効率的に防止することができる。

また、上記の実施形態においては、回り止め構造４０は、減速機ハウジング１３の外径面から径方向外側に突出する凸部４１である例について説明したが、これに限ることなく、減速機ハウジング１３の外径面の回転中心からの距離が相対的に長い第１の部分と、回転中心からの距離が相対的に短い第２の部分とで構成されてもよい。図５は、回り止め構造６０が、減速機ハウジング１３の外径面の回転中心Ｏからの距離が相対的に長い第１の部分６１ａと、回転中心Ｏからの距離が相対的に短い第２の部分６１ｂとで構成される例を示す図である。なお、図５は、鉄道車両駆動ユニット１２を図１中の矢印Ａの方向から見た図である。図５を参照して、回り止め構造６０は、減速機ハウジング１３の回転軸線に垂直な断面において、円を円周上の任意の二点で切断した形状である。第１の部分６１ａは、円弧状の部分であって、第２の部分６１ｂは、直線状の部分である。そして、第１の部分６１ａと回転中心Ｏとの距離は、第２の部分６１ｂと回転中心Ｏとの距離より長くなっている。こうすることにより、回り止め構造６０を構成する部材の数を減らすことができ、簡易な方法で、車輪１１との相対回転を適切に防止することができる。

また、上記の実施形態においては、回り止め構造４０は、減速機ハウジング１３の外径面から径方向外側に突出する凸部４１である例について説明したが、これに限ることなく、車輪１１の内径面および減速機ハウジング１３の外径面に互いに対面するように形成された一対のキー溝と、一対のキー溝に収容されるキーとを含むものであってもよい。図６は、回り止め構造７０が、一対のキー溝７１ａ，７１ｂと、一対のキー溝７１ａ，７１ｂに収容されるキー７２とを含む例を示す図である。なお、図６は、鉄道車両駆動ユニット１２を図１中の矢印Ａの方向から見た図である。図６を参照して、車輪１１には、内径面に径方向外側に凹むキー溝７１ｂが設けられている。また、減速機ハウジング１３には、外径面に径方向内側に凹むキー溝７１ａが設けられている。車輪１１のキー溝７１ｂと、減速機ハウジング１３のキー溝７１ａとは、対面するように配置されている。そして、減速機ハウジング１３のキー溝７１ａと、車輪１１に設けられているキー溝７１ｂとが対面するように配置されることによって形成された空間に、キー７２が収容されている。

また、上記の実施形態においては、減速機構１５の曲線板１７，１８を１８０°位相を変えて２枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３枚設ける場合は、１２０°位相を変えて設けるとよい。

また、上記の実施形態において、偏心部１６ａ，１６ｂを有する偏心部材１６を入力側回転部材１４に嵌合固定した例を示したが、これに限ることなく、入力側回転部材１４の外径面に直接偏心部１６ａ，１６ｂを形成してもよい。

また、上記の実施形態における転がり軸受２４，２５，２８ａ，２８ｂ，３０，３１は、図１の形態に限定されることなく、例えば、すべり軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、３点接触球軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。

また、上記の実施形態における内ピン軸受１９ａおよび外ピン軸受２０ａは、滑り軸受である例を示したが、これに限ることなく、転がり軸受を採用してもよい。この場合、厚み方向にコンパクト化する観点から針状ころ軸受を採用するのが望ましい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、鉄道車両駆動ユニットに有利に利用される。

１０ 鉄道車両用車輪駆動装置、１１ 車輪、１２ 鉄道車両駆動ユニット、１３ 減速機ハウジング、１４ 入力側回転部材、１５ 減速機構、１６ 偏心部材、１６ａ，１６ｂ 偏心部、１７，１８ 曲線板、１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ 貫通孔、１７ｃ，１８ｃ 波形、１９ 内ピン、２０ 外ピン、１９ａ，２０ａ 軸受、２１，２２ カウンタウェイト、２３ キャリア、２４，２５ 車軸軸受、２４ａ，２５ａ 内輪、２４ｂ，２５ｂ 外輪、２４ｃ，２５ｃ，３０ｂ，３１ｂ 円すいころ、２４ｄ，２５ｄ，３０ｃ，３１ｃ 保持器、２６，２７，２９ 密封部材、２８ａ，２８ｂ，３０，３１ 転がり軸受、３０ａ，３１ａ 内輪部材、３２，３３ 潤滑油路、３４ 外接リング、４０，５０，６０，７０ 回り止め構造、４１ 凸部、４１ａ，５１ａ ボルト穴、４２，５２ ボルト、５１ フランジ部、６１ａ 第１の部分、６１ｂ 第２の部分、７１ａ，７１ｂ キー溝、７２ キー。

Claims (9)

1. 鉄道車両の車輪を回転駆動する駆動ユニットであって、
   外径面に車輪との相対回転を防止する回り止め構造を有し、車輪の内径面に保持されて車輪と一体回転する減速機ハウジングと、
   駆動源に接続されている入力側回転部材と、
   前記入力側回転部材の回転を減速して前記減速機ハウジングに伝達する減速機構とを備える、鉄道車両駆動ユニット。
2. 前記入力側回転部材は、偏心部を有し、
   前記減速機構は、前記偏心部に相対回転自在に保持されて、前記入力側回転部材の回転軸心を中心とする公転運動を行う公転部材と、
   前記公転部材の公転運動を許容しつつ、自転運動を阻止する自転規制部材と、
   前記減速機ハウジングに固定され、前記公転部材の外周に係合して前記減速機ハウジングを前記入力側回転部材に対して減速回転させる外周係合部材とを含む、請求項１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
3. 前記回り止め構造は、車輪の端面に当接する位置に設けられ、車輪を固定するボルトを螺合するためのボルト穴を有する凸部である、請求項１または２に記載の鉄道車両駆動ユニット。
4. 前記凸部は、前記減速機ハウジングの外径面に円環状に設けられるフランジ部である、請求項３に記載の鉄道車両駆動ユニット。
5. 前記ボルト穴は、前記減速機ハウジングの円周上の複数箇所に設けられている、請求項３または４に記載の鉄道車両駆動ユニット。
6. 前記複数のボルト穴は、円周方向に等間隔に設けられている、請求項５に記載の鉄道車両駆動ユニット。
7. 前記回り止め構造は、前記減速機ハウジングの外径面の回転中心からの距離が相対的に長い第１の部分と、回転中心からの距離が相対的に短い第２の部分とで構成される、請求項１または２に記載の鉄道車両駆動ユニット。
8. 前記減速機ハウジングの回転軸線に垂直な断面は、円を円周上の任意の二点で切断した形状であり、前記第１の部分は、円弧状の部分であって、前記第２の部分は、直線状の部分である、請求項７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
9. 前記回り止め構造は、車輪の内径面および前記減速機ハウジングの外径面に互いに対面するように形成された一対のキー溝と、前記一対のキー溝に収容されるキーとを含む、請求項１または２に記載の鉄道車両駆動ユニット。

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